[發明專利]二維光子晶體最大絕對帶隙結構優化方法

有效

• 申請號: 201110433693.X
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN103176272A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 俞重遠;王東林;劉玉敏;馮昊;郭曉濤
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G06F19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種二維光子晶體最大絕對帶隙結構優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：選擇具有所需晶格結構的初始二維光子晶體結構，并對所述二維光子晶體結構進行優化區域的選擇；

S2：在所述優化區域建立初始介質分布模型；具體包括：

在所述優化區域設定若干控制點，并給每一個控制點賦予高度；

利用控制點二維坐標及其高度擬合出一個三維曲面的曲面方程；

由高度方向值為0的平面與所述三維曲面交界得到交界曲線，并根據所述三維曲面和交界曲線得到初始介質分布模型；

S3：利用有限元方法計算所述初始二維光子晶體結構的絕對帶隙寬度，并根據所述初始介質分布模型計算所述絕對帶隙寬度對初始介質分布的梯度；

S4：根據計算的所述絕對帶隙寬度對介質分布的梯度，得到所述初始光子晶體結構模型中能夠提高所述絕對帶隙寬度的介質分布區域；將位于所述能夠提高所述絕對帶隙寬度的介質分布區域中的控制點高度作為優化變量；

S5：將所述優化變量與所述絕對帶隙寬度代入到優化算法中，得到最優的光子晶體結構。

2.如權利要求1所述的優化方法，其特征在于，所述優化方法還包括使用簡單的幾何圖形對所述對步驟S5得到的最優光子晶體結構進行簡化的步驟。

3.如權利要求2所述的優化方法，其特征在于，所述優化方法還包括對所述簡化后的最優光子晶體結構進行參數優化的步驟。

4.如權利要求1所述的優化方法，其特征在于，所述步驟S1中，根據所述二維光子晶體的晶胞的對稱軸將所述晶胞均勻劃分成若干份，選擇其中一份作為所述優化區域。

5.如權利要求1所述的優化方法，其特征在于，所述步驟S4得到所述初始光子晶體結構模型中能夠提高所述絕對帶隙寬度的介質分布區域具體為：將得到的梯度值為正的正值區域作為能夠提高所述絕對帶隙寬度的介質分布區域。

6.如權利要求1所述的優化方法，其特征在于，所述步驟S5中的優化算法為Nelder?Mead算法。